Chapitre 5 Dépenses énergétiques PDF

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Cours de bio...

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Chapitre 5 : DÉPENSE ÉNERGÉTIQUE Bioénergétique : Fait partie de la physiologie, qui s’intéresse à un système vivant comme système de transfert d’énergie. En effet l'homme échange de l’énergie avec le milieu extérieur en la transformant. L'objectif de la bioénergétique et d’étudier les échanges d’énergie avec le milieu extérieur. Types d’énergie : Énergie Chimique : correspond à l’énergie apportée par l'alimentation et plus particulièrement par les glucides, lipides, protides. Correspond à une entrée d'énergie dans l'organisme. Énergie Mécanique : Énergie changée pour maintenir la posture, pour réaliser des gestes et des mouvements ainsi que pour le déplacement de l'individu. Énergie qui a pour origine la contraction musculaire. Énergie Thermique : correspond à toutes les transformations énergétiques qui s'accompagnent du dégagement d'une certaine quantité d'énergie. Ces échanges se font soit par radiation, convection, conduction ou évaporation. → Énergie Mécanique et Thermique correspondent à des sorties d'énergies. L'homme reçoit de l'énergie chimique en provenance des aliments que nous ingérons. Ensuite cette énergie chimique est transformée en d'autres formes d'énergie dans l'organisme. 1. MÉTABOLISME ÉNERGÉTIQUE HUMAIN 1er principe de la thermodynamique, il s’applique à l'homme. Tout organisme vivant quelques qu'ils soient ne créent ni de détruit.Selon le principe de la thermodynamique rien ne se perd , rien de se crée, tout se transforme. → Selon ce principe il y a donc conservation quantitative de l'énergie → Possibilité de faire des bilans de matières. 1.1 BILAN DE MATIÈRE → Conservation de la matière ou de la masse Bm = Em – SM

3 hypothèses : Si Em = Sm → Bm = 0 → ÉTAT STATIONNAIRE Si Em > Sm → Bm > 0 → MASSE CORPORELLE AUGMENTE (situation de croissance) Si Em < SM → Bm < 0

→ MASSE CORPORELLE DIMINUE (situation de régime ou pathologique) 1.2 BILAN D’ÉNERGIE Puisqu'il n'y a pas de perte et de création de matière, il n'y a pas de perte et de création d’énergie → Bilan D'énergie Be = Ee = Se Be : Bilan d'énergie Ee : Entrée d’énergie : énergie Chimique Se : Sortie d’énergie : Énergie Mécanique et Énergie Thermique 1.3 ÉQUIVALENCE DES DIFFÉRENTES FORME D’ÉNERGIE Les formes d'entrées et de sorties d'énergies sont différentes. Il existe donc dans l'organisme une transformation d'énergie. Elle s'effectue au niveau cellulaire. Et porte le nom de Métabolisme Énergétique. L'unité d'énergie qui est commune à toutes ces formes d'énergie est le Joule (J) 1 kcal = 4,185 kJ 1 kJ = 0,39 kcal

2. MÉTHODE DE MESURE DE LA DÉPENSE ÉNERGÉTIQUE Il existe plusieurs méthodes pour estimer la quantité d'énergie dépensée par l'organisme en situation de repos et en situation d'exercice. Ce sont des méthodes soit : directes ou indirectes Quelque que soit la méthode, l'objectif de ces méthodes de mesure u métabolisme énergétique sont d'estimer les termes de l'équation du bilan énergétique. MÉTHODE CALORIMÉTRIQUE Lorsque que l'ont s 'alimente, notre alimentation nous amène des substrats énergétiques :Glucides, lipides, protides. Ces substrats en présence d'oxygène vont être oxydés pour produire de l'ATP. (cycle de Krebs, phosphorylation oxydative, ...) Substrat + O2 Entrées (= Ee)

→ →

CO2 + H2O + énergie Sorties (= Se)

Lorsque : Be = Ee – Se Be = 0 ↔ Ee = Se (état stationnaire) → On a donc plusieurs méthodes calorimétriques proposées : quantification des Se→ CALORIMÉTRIE DIRECTE quantification des Ee → CALORIMÉTRIE INDIRECTE : Soit calcul de l'énergie apporté par l’alimentation

= Thermochimie Alimentaire Soit calcul de l'O2 utilisé = Thermochimie Respiratoire 2.1 CALORIMÉTRIE DIRECTE Principe Simple : Mesure directe de l'énergie produite par le sujet qui est dégagée sous forme de chaleur → on va donc Mesurer la chaleur émise du sujet placé dans une enceinte close. Technique : Nécessite une chambre calorimétrique (schéma) Paroi de cette chambre contiennent un système de circulation d'eau. → Mesure de la différence T° entrée et T° sortie → Point particulier : On peut aussi faire une mesure calorimétrie indirecte en mesurant le quantité de gaz respiratoire échangé (O2 et CO2) Intérêts : Méthode précise : Risque d'erreur de max 1% → Méthode de référence Permet des mesures sur du long terme Limites Coûteuse et complexe (réservée à la recherche) Le sujet vit de manière artificiel : condition bien standardisée

2.2 CALORIMÉTRIE INDIRECTE 2.2.1 THERMOCHIMIE ALIMENTAIRE Détermination des Énergies des Nutriments Assimilés → Énergie des Aliments Ingérés – Énergie Déchets (selles, urines, sueurs) En principe : Bombe calorimétrique (calorimétrique directe) En pratique : Coefficient énergétique Moyen corrigé (calorimétrique indirecte) → Correspond à la quantité de kcal produit la combustion dans l'organisme de 1 g de glucide, lipide ou protides ingéré. 1 g Glucides → 4 kcal (17 kj) 1 g Lipides → 9 kcal (38 kJ) 1 g de protides → 4 kcal (17 kJ) ex : On sait que 1 morceau de sucre = 5 x 4 = 20 kCal

Énergie d'un aliment = 4 x P + 9 x L + 4 x G Évaluation des quantités d'énergie par enquête alimentaire 2.2.2 THERMOCHIMIE RESPIRATOIRE Méthode de l'O2 consommé : Substrat + O2 → CO2 + H2O + énergie → Relation directe entre l'énergie produite par les aliments et la consommation d'O2 du sujet Principe : Mesure de la consommation d'O2 du sujet et calcul de la Dépense Énergétique en connaissant la valeur calorique de 1 L d'O2. > Coefficient thermique de l'O2 : Quantité de kcal que fournit l'organisme en utilisant 1L de O2 pour brûler (oxyder) les G,L et P. Glucides : 5,01 kcal.L-1 de O2 Lipides : 4,65 kcal.L-1 de O2 (Acide Palmitique, C16:0) Protides : 4,16 kcal.L-1 de O2 (Mélange d'acides aminés) > Alimentation mixte (mélange G,L et P) → Coefficient thermique moyen de l'O2 = 4,825 kcal.L-1 de O2 On peut donc calculer la Dépense Énergétique (D.E) (kcal.min-1) : D.E = Coefficient thermique de l'O2 (kcal.L-1) x VO2 (L.min-1) VO2 = Consommation d'oxygène Technique : Méthode des gaz respiratoires Chambre calorimétrique Cloche (placé sur le sujet) Embout buccal Masque Le tout reliée à un analyseur de gaz 3. DIFFÉRENTS FACTEURS DE LA DÉPENSE ÉNERGÉTIQUE 2 grands type de dépense énergétique : DE de base : métabolisme de repos ou dépense énergétique de repos (DER) DE liée à des situations physiologiques : activité physique, thermorégulation, thermogenèse post prandiale 3.1 MÉTABOLISME DE REPOS ou DÉPENSE ÉNERGÉTIQUE DE REPOS Définition Dépenses incompressibles, liées à la vie même des cellules

Mode d'expression Quantité d'énergie dépensée / heure / m2 de surface corporelle valeur moyennes : Homme adulte jeune : 37 kcal / h / m2 Femme adulte jeune : 35 kcal / h / m2 Condition de mesure le matin (avant 10H) Sujet allongé, sans mouvement depuis 1H , éveillé légèrement vêtu à température neutralité thermique à jeun (depuis min 12H à 14H pas d'exercice musculaire (depuis au moins 24H) Facteurs de variation L'age : DER diminue avec l'âge Diminution d'environ 2% tous les 10 ans Le sexe DER femme < DER Homme État de nutrition Jeûne prolongé : DER diminue Surcharge énergétique : DER augmente

3.2 ACTIVITÉ PHYSIQUE Composante la plus variable de la dépense Énergétique Totale ( DET) de 20 – 25 % de la DET jusqu'à 60 à 70% 3.3 THERMORÉGULATION A neutralité thermique : pas de DE pour lutter contre le chaud ou le froid En dehors de la neutralité thermique : DE augmente Si température centrale augmente → Thermolyse Si température centrale diminue → Thermogenèse 3.4 THERMOGENÈSE POST PRANDRIALE (TPP) Ou Activité Dynamique Spécifique ( ADS) des aliments : Dépense énergétique liée à l'acte alimentaire correspond au coût : de la digestion du transport et du stockage des nutriments Représente environ 10% de la DET...